Neues Verfahren macht Biokunststoff konkurrenzfähig

Einfachere, günstigere Herstellung von PEF könnte PET zurückdrängen

Echt bio: Blätter werden zu Flaschen (Grafik: Hokkaido University)

Sapporo/Eindhoven (pte/19.04.2019/06:05) Forscher an der Hokkaido University https://www.global.hokudai.ac.jp und an der Technischen Universität Eindhoven https://www.tue.nl/en haben eine einstufige, kostengünstige Technik zur Herstellung von Polyethylenfuranoat (PEF) entwickelt. Das ist ein Kunststoff, der aus Pflanzen hergestellt wird und PET-Plastik zumindest teilweise ersetzen könnte. Doch der bislang genutzte Produktionsprozess für PEF ist aufwändig und damit viel zu teuer.

Katalyse mit Gold-Nanopartikeln

Entscheidend war es für das Forscherteam, einen Weg zu finden, um die als Ausgangsmaterial benötigten Monomere kostengünstig herzustellen. Durch Vernetzung dieser Monomere miteinander entsteht solider Kunststoff. Bisher werden sie aus Hydroxymethylfurfural (HMF) gewonnen. Der entsprechende Prozess hat aber eine so geringe Ausbeute, dass er unwirtschaftlich ist. Kiyotaka Nakajima und Emiel Hensen setzen stattdessen auf HMF-Acetal. Daraus lassen sich in einem einstufigen Prozess mit Hilfe eines speziellen Katalysators, der Nanopartikel aus Gold enthält, die benötigten Monomere herstellen, und zwar mit einer Ausbeute von 80 bis 95 Prozent.

Das sei ein gewaltiger Fortschritt auf dem Weg hin zur Produktion von Biopolymeren, sagen die Forscher. Sie betonen, dass dieser Prozess weniger Schritte benötigt und dass der Energieaufwand geringer ist als bei der bisherigen Methode. Nakajima und Hensen glauben, dass die neue Technik nicht nur die Chance bietet, eine wirtschaftliche Produktion von PEF aufzubauen, sondern auch die Akzeptanz von Biopolymeren verbessern wird. Die Forscher gehen davon aus, dass es möglich ist, auch andere Kunststoffe auf der Basis ihrer Forschungsergebnisse herzustellen.

PET-Jahreskapazität liegt bei mehr als 30 Millionen Tonnen

Die Chancen, dass das Biopolymer PEF dem klassischen PET Marktanteile abjagt, wenn es preislich mithalten kann, ist groß, weil PEF mindestens ebenso stabil, hitzebeständig und luftdicht ist wie PET. PEF könnte vor allem im Verpackungsbereich PET ablösen, aber auch zur Produktion von Flaschen für Mineralwasser und andere Getränke genutzt werden. Die weltweite Produktionskapazität liegt bei mehr als 30 Millionen Tonnen.

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